재활용 페트(PET)병을 활용한 친수성 개질 폴리에스터 섬유

   저밀도, 방수 성능, 높은 내구성, 성숙한 생산 기술 및 저비용 등의 장점을 지닌 페트(PET, polyethylene terephthalate)병의 사용량은 세계적으로 점차 증가하고 있다. 그러나 페트병으로 인한 환경오염 및 자원 낭비 문제 등이 대두되었고, 많은 국가들이 페트병 재료의 재활용에 관심을 갖기 시작하였다.
   PET 수지 입자는 전통적인 콘크리트의 모래를 대체하여 사용이 가능하다. PET 입자를 함유한 콘크리트는 다공성 구조로 인해 기존의 콘크리트에 비해 낮은 탄성계수와 쪼갬 인장강도(splitting tensile strength, 공시체에 하중을 가하여, 공시체가 쪼개져 파단에 이를 때까지의 변형 저항)를 갖는다. 한 연구에서는 재활용 페트병을 폴리에스테르 섬유의 원료로 재생시켜 토목섬유의 원료로 활용하였다. 또한 나노-실리카와 PET 섬유를 포함한 암석과 토양의 전단 응력 및 압축 강도 등의 물성을 분석한 연구도 존재한다. 연구 결과, 재생 PET 섬유와 나노-실리카의 첨가에 의해 암석의 기계적 성질이 개선된 것으로 나타났다. 또한, 마이크로파를 이용하여 플라스틱 병을 매우 빠른 속도로 에틸렌글리콜과 테레프탈산 (PTA)으로 분해하는 새로운 방법이 개발되기도 하였다. 이 방법을 이용하면 기존의 분해에 필요한 에너지 소비를 1/4 정도로 절약할 수 있다.
   분해 방법은 다음과 같다. 먼저 플라스틱 병을 조각낸 다음 수산화나트륨과 알코올을 첨가한다. 그 뒤, 1.5 분 동안 마이크로파로 가열하면 에틸렌글리콜 및 PTA(purified terephthalic acid)가 생성된다. 폴리에틸렌글리콜은 PET 섬유의 제조 또는 부동액으로 사용될 수 있으며, 고순도 PTA는 페인트 및 플라스틱 용기 제조에 활용될 수 있다.

   GE Plastics 사는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) / 폴리카보네이트(PC) 혼합 수지를 친환경적으로 생산하는 방법을 개발하였다. 이 방법은 온실 가스의 배출을 줄이고 폐기물 배출을 최소화하는 데 도움을 줄 수 있다. 재활용 페트병에 이러한 종류의 수지를 적용하면 자동차 산업 수요의 85 %를 충족시킬 수 있다. 
   PET 섬유는 매우 광범위하게 사용되고 있는 섬유 재료이나, 태(handle)와 보온성이 떨어지는 등 몇 가지의 단점이 존재한다. 한편 면 섬유는 흡습성, 부드러움, 보온성 등 여러 장점이 있는 섬유 산업에서 중요한 원료이다. 최근 면화 부족 현상과 PET의 과잉 생산은 섬유산업의 수요를 충족시키기 위한 수단으로 PET를 이용하여 면을 모방하고자 하는 노력이 있다.
   본 연구에서는 친수성 개질 PET 공중합체를 준비하기 위해 원료 물질로서 재활용 PET를 이용하고 이를 재활용 페트병 칩(chip)과 블렌드하여 실을 제조하였으며, 수분율 1.3 %의 친수성 폴리에스터 공중합체/PET 섬유를 성공적으로 준비하였다.

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